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Effects of Combined Thoracic and Diaphragmatic Breathing on Cognitive and Psycho-Physiological Functions

27 maggio 2026 aggiornato da: National Taiwan University Clinical Trial Center

The Effects of Combined Thoracic Expansion Exercises and Slow Diaphragmatic Breathing on Cognitive Function, Brain Activation, Psychological Status, and Head-Shoulder Posture in Healthy Adults

This study aims to investigate the effects of a combined thoracic expansion exercise (TEE) and slow diaphragmatic breathing (SDB) program on cognitive function, brain activation, psychological status, and head-shoulder posture in healthy young adults.

Panoramica dello studio

Stato

Non ancora reclutamento

Condizioni

Intervento / Trattamento

Tipo di studio

Interventistico

Iscrizione (Stimato)

60

Fase

  • Non applicabile

Contatti e Sedi

Questa sezione fornisce i recapiti di coloro che conducono lo studio e informazioni su dove viene condotto lo studio.

Contatto studio

Criteri di partecipazione

I ricercatori cercano persone che corrispondano a una certa descrizione, chiamata criteri di ammissibilità. Alcuni esempi di questi criteri sono le condizioni generali di salute di una persona o trattamenti precedenti.

Criteri di ammissibilità

Età idonea allo studio

  • Adulto

Accetta volontari sani

Sì

Descrizione

Inclusion Criteria:

  1. age between 18 to 30 years with at least a high school education to ensure baseline cognitive task comprehension
  2. the ability to adhere to verbal instructions
  3. no regular participation in formal breathing exercise or mindfulness training within the past six months.

Exclusion Criteria:

  1. a history of musculoskeletal, cardiovascular, or cerebrovascular diseases which may interfere this study
  2. history of respiratory disease or recent respiratory infection
  3. diabetes mellitus with neuropathy, peripheral neuropathy, or other neurological disorders
  4. major surgery within the past six months
  5. Current or past major psychiatric disorders or cognitive impairment
  6. use of medications significantly affecting cerebral hemodynamics or autonomic function (e.g., beta-blockers, vasodilators) within the past 2 weeks
  7. use of psychotropic medications or substances known to alter cerebral blood flow, neural activation, or autonomic regulation (e.g., antidepressants, antipsychotics, anxiolytics, stimulants, or sedative-hypnotics).

Piano di studio

Questa sezione fornisce i dettagli del piano di studio, compreso il modo in cui lo studio è progettato e ciò che lo studio sta misurando.

Come è strutturato lo studio?

Dettagli di progettazione

  • Scopo principale: Trattamento
  • Assegnazione: Randomizzato
  • Modello interventistico: Assegnazione parallela
  • Mascheramento: Separare

Armi e interventi

Gruppo di partecipanti / Arm
Intervento / Trattamento
Sperimentale: rhythmic breathing exercise group
The rhythmic breathing exercise group will perform 10 minutes of thoracic expansion exercises followed by 15 minutes of progressive diaphragmatic breathing (4-s inhalation/6-s exhalation) to facilitate parasympathetic dominance.
Altro: thoracic expansion exercises and slow diaphragmatic breathing
4-week supervised training program, consisting of three 30-minute sessions per week. Thoracic expansion exercises consists of chest wall stretching and mobility drills. Followed by 15 minutes of progressive slow diaphragmatic breathing (4-s inhalation/6-s exhalation).
Comparatore fittizio: natural breathing exercise group
The natural breathing exercise group performed sham thoracic expansion exercises and sham slow diaphragmatic breathing
Altro: Sham Block
During sham TEE, participants perform comfortable thoracic movements without foam rollers or specific breathing coordination. During sham SDB, they maintain a spontaneous, natural respiratory rhythm in relaxed postures. Crucially, the sham protocol lacks the rhythmic pacing (4:6s), diaphragmatic depth cues, and resistance-based progression required to trigger the neuro-cognitive "respiratory-brain" axis.

Cosa sta misurando lo studio?

Misure di risultato primarie

Misura del risultato
Misura Descrizione
Lasso di tempo
Change from baseline in Working Memory
Lasso di tempo: Baseline, Week 5 (post-intervention)
Assessed by the 2-back task. The outcome is calculated as the change in accuracy (percentage of correct responses) and reaction time. Accuracy range from 0% to 100%. Higher accuracy and lower reaction time indicate better working memory capacity.
Baseline, Week 5 (post-intervention)
Change from baseline in Inhibitory Control
Lasso di tempo: Baseline, Week 5 (post-intervention)
Measured by the Stop-signal task (SST). The outcome is the change in Stop-Signal Reaction Time (SSRT) in milliseconds. SSRT values typically range from 100 to 500 milliseconds, with lower scores (faster reaction time) indicating better inhibitory control.
Baseline, Week 5 (post-intervention)
Change from baseline in Mental Set Shifting
Lasso di tempo: Baseline, Week 5 (post-intervention)
Assessed using the Wisconsin Card Sorting Test (WCST). The outcome include the number of categories achieved, perseverative errors and set-loss errors. Higher number of categories achieved, lower perseverative errors and set-loss errors indicate better cognitive flexibility and set-shifting ability.
Baseline, Week 5 (post-intervention)
Change from baseline in Short-Term Memory
Lasso di tempo: Baseline, Week 5 (post-intervention)
Assessed using the Corsi Block-Tapping Task. The outcome is Corsi span score. The Corsi span is defined as the longest sequence accurately reproduced by participants. Scores range from 0 to 9 blocks, with higher scores indicating better short-term memory capacity.
Baseline, Week 5 (post-intervention)

Misure di risultato secondarie

Misura del risultato
Misura Descrizione
Lasso di tempo
Change in Heart Rate Variability (HRV)
Lasso di tempo: Baseline and Week 5 (post-intervention)
HRV will be assessed as a non-invasive marker of autonomic nervous system (ANS) flexibility and neurovisceral integration, reflecting the dynamic regulation of the prefrontal-vagal pathway. Higher HRV serves as a physiological indicator of superior executive function and emotional regulation, whereas lower values are linked to autonomic dysregulation and cognitive fatigue. Data will be captured using a validated Polar H10 chest strap and the Elite HRV application for precise R-R interval detection. Outcome measurement include time-domain indices (SDNN, RMSSD), frequency-domain measures (HF, LF, and LF/HF ratio), and non-linear metrics (SD1, SD2). Increased RMSSD and HF power will be interpreted as enhanced parasympathetic modulation, providing the physiological foundation for improved attentional control and neural efficiency.
Baseline and Week 5 (post-intervention)
Change in Posture Alignment
Lasso di tempo: Baseline and Week 5 (post-intervention)
  1. Craniovertebral angle (CVA) Measured from a lateral-view in a relaxed standing position. Participants look forward and maintain a comfortable stance during image acquisition. The CVA is the angle between a line connecting the tragus of the ear to the C7 spinous process and a horizontal line passing through C7. A Smaller angle indicates more severe forward head posture.
  2. Acromion-to-table distance (ATD) While supine, the vertical distance between the posterior aspect of the acromion and the table surface is measured. A larger distance indicates increased rounded shoulder posture or thoracic kyphosis.
Baseline and Week 5 (post-intervention)
Change in Psychological status
Lasso di tempo: Baseline and Week 5 (post-intervention)
The Traditional Chinese version of Depression Anxiety Stress Scales-21 (DASS-21) will be used to assess negative emotional states including depression, anxiety, and stress. DASS-21 contains 21 items, with 7 items assigned to each subscale. Participants rate their symptoms over the past week on a 4-point scale ranging from 0 ("did not apply to me at all") to 3 ("applied to me very much or most of the time") in each question. Subscale scores are obtained by summing the 7 items and multiply by two within each domain, with higher scores indicating greater severity of emotional distress.
Baseline and Week 5 (post-intervention)
Change in Brain Activation
Lasso di tempo: Baseline and Week 5 (post-intervention)
Brain activation in the prefrontal cortex, primary motor cortex, supplementary motor area, and premotor cortex during tasks is assessed using functional near-infrared spectroscopy (fNIRS). The specific metric reported is the change in the concentration of oxygenated hemoglobin (HbO). Higher HbO values indicate increased regional cerebral blood flow and higher brain activation.
Baseline and Week 5 (post-intervention)

Collaboratori e investigatori

Qui è dove troverai le persone e le organizzazioni coinvolte in questo studio.

Sponsor

National Taiwan University Clinical Trial Center

Investigatori

  • Investigatore principale: Yan Ci Liu, School and Graduate Institute of Physical Therapy, College of Medicine, National Taiwan University

Pubblicazioni e link utili

La persona responsabile dell'inserimento delle informazioni sullo studio fornisce volontariamente queste pubblicazioni. Questi possono riguardare qualsiasi cosa relativa allo studio.

Pubblicazioni generali

Studiare le date dei record

Queste date tengono traccia dell'avanzamento della registrazione dello studio e dell'invio dei risultati di sintesi a ClinicalTrials.gov. I record degli studi e i risultati riportati vengono esaminati dalla National Library of Medicine (NLM) per assicurarsi che soddisfino specifici standard di controllo della qualità prima di essere pubblicati sul sito Web pubblico.

Studia le date principali

Inizio studio (Stimato)

25 maggio 2026

Completamento primario (Stimato)

1 febbraio 2027

Completamento dello studio (Stimato)

1 febbraio 2027

Date di iscrizione allo studio

Primo inviato

11 maggio 2026

Primo inviato che soddisfa i criteri di controllo qualità

27 maggio 2026

Primo Inserito (Effettivo)

2 giugno 2026

Aggiornamenti dei record di studio

Ultimo aggiornamento pubblicato (Effettivo)

2 giugno 2026

Ultimo aggiornamento inviato che soddisfa i criteri QC

27 maggio 2026

Ultimo verificato

1 maggio 2026

Maggiori informazioni

Termini relativi a questo studio

Parole chiave

Altri numeri di identificazione dello studio

  • 202603092RIN

Piano per i dati dei singoli partecipanti (IPD)

Hai intenzione di condividere i dati dei singoli partecipanti (IPD)?

INDECISO

Informazioni su farmaci e dispositivi, documenti di studio

Studia un prodotto farmaceutico regolamentato dalla FDA degli Stati Uniti

No

Studia un dispositivo regolamentato dalla FDA degli Stati Uniti

No

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